Mit dem Prescale Film von FUJIFILM lässt sich auf einfache Art und Weise Druck messen. Bei der wenig bekannten Methode handelt es sich um ein erprobtes Druckmessverfahren zur Bestimmung von Druckwerten, Druckverteilungen und Druckbalancen bei Flächenpressungen.
Beim Prescale Film handelt es sich um eine mit Mikrokapseln beschichtete Kunststofffolie. Diese Mikrokapseln platzen unter Einwirkung eines definierten Druckbereichs auf. Sobald eine solche Mikrokapsel aufplatzt, ergiesst sich die darin enthaltene, Flüssigkeit in die Farbentwicklungsschicht, wodurch ein rot gefärbter Bereich entsteht. Die Intensität dieser Rotfärbung ist dabei abhängig von der Höhe der einwirkenden Pressung (Dichte: 0.1–1.4). Das Auflösungsvermögen beträgt bei allen Folientypen 0,125 mm. Nur dank der technisch hoch entwickelten Sonderfolienherstellung bei Fujifilm ist es überhaupt möglich, die extrem dünnen und belastbaren Prescale Filme zur Druckmessung herzustellen.
Diese Druckmessfolien stehen als ein- oder zweilagige Folien zur Verfügung.
Der einlagige Typ wird für mittlere bis hohe Druckbereiche eingesetzt. Die extrem dünne Folie beim einlagigen Typ von nur 110µm (±5µm) erlaubt einen vielseitigen Einsatz.
Der zweilagige Typ wird für niedrige bis mittlere Druckbereiche eingesetzt.
Produkte und Messmethoden
Prescale Filme sind als Rollenmaterial in der Standardbreite 27 cm in unterschiedlichen Empfindlichkeiten verfügbar. Es wird ein Druckbereich von 0.05 MPa bis 300 MPa abgedeckt. Je nach Höhe der Druckbelastung sind sieben verschiedene Folientypen verfügbar.
Zweilagige Typen:
Extreme Low (LLLLW) 0,05 ~ 0,2 MPa
Ultra Super Low (LLLW) 0,20 ~ 0,6 MPa
Super Low (LLW) 0,50 ~ 2,5 MPa
Low (LW) 2,50 ~ 10,00 MPa
Einlagige Typen:
Medium(MW) 10 ~ 50 MPa
Medium (MS) 10 ~ 50 MPa
High(HS) 50 ~130 MPa
Super High (HHS) 130 ~ 300 MPa
Die Handhabung des Prescale Films ist denkbar einfach, muss er doch nur auf die benötigte Größe zugeschnitten und zwischen den Kontaktflächen eingesetzt werden. Nach der Druckbeaufschlagung wird der Film entnommen und ausgewertet.
Die Auswertung kann auf zwei Methoden erfolgen:
1. Visuell:
Die Druckverteilung lässt sich sofort visuell beurteilen (Bild 5). Um eine genauere, qualitative Auswertung der Druckwerte zu erlangen, sind jedem Filmtyp Farbskalen beigelegt. Mittels Vergleich der Farbmarkierungen mit einer Farbskala kann so der effektive Druck ermittelt werden.
2. Messtechnisch
Für genauste Messungen kann der Prescale Film über einen Flachbettscanner in die Auswerte – Software FPD-8010E von FUJIFILM eingelesen werden. Diese FPD-8010E erfüllt wesentliche Kriterien einer Auswerte-Software, wie Mehrfarben- Präsentation der Resultate, Darstellung und Bewertung der resultierenden Kräfte, statistische Daten, 3D-Darstellung, polare Koordinaten und eine große Anzahl weiterer Funktionen (Bild 6).
Messwerte können ermittelt werden von der aufgewendeten Kraft, dem Maximal- und Durchschnittsdruck sowie der Größe der mit Druck beaufschlagten Flächen.
Mit Hilfe dieses Auswerte-Systems lassen sich Entwicklungsprojekte beschleunigen, Qualitätsstandards festlegen und Produktionsausbeuten, basierend auf detaillierten, facettenreichen Messdaten und Analysen verbessern.
Anwendungen
Die Anwendungsmöglichkeiten sind äusserst vielseitig:
- Druckverteilungen bei zusammengepressten Oberflächen, Getriebekästen, Turbinen, Ventilen, Pumpen, Hydraulikzylindern, Kompressoren usw.
- Dichtheitsprüfungen bei Motorblöcken
- Zur Bestätigung der gleichmässigen Belastung zwischen zwei mechanischen Teilen, elektrischen Kontakten, usw.
- In der Entwicklung von Dichtungen und Verfüllungen/Verdichtungen
- Zur Design- und Qualitätskontrolle bei der LCD-Herstellung
- Für die Entwicklung von Brennstoffzellen-Stacks
- Zur Überprüfung paralleler Ausrichtungen von Maschinenteilen und Prozessanlagen
- Beanspruchung durch Anprall oder Aufschlag in der Automobil- (Air-bag), Rüstungs- und Luftindustrie
- Anpassung von Knie-oder Hüftgelenk, Einlagen für Schuhe, usw.
- Druckverteilungen in Spritzwerkzeugen zur Prozess-Optimierung,
- Überprüfung des Walzenspalts und Walzendruck in der Papier- und Folienherstellung (Kalanderanlagen), Leiterplattenbeschichtung,
- Druckverteilung von Pressen in Laminierprozessen
- Druckverteilung in Siegelprozessen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie,
- Druckverteilung in Blisterprozessen
Auch für Sonderanwendungen kann Prescale Film eingesetzt werden:
Bei Anwendungen, in denen Flüssigkeit auf die Folie trifft, kann Prescale Film eingesetzt werden, da beim zweilagigen Typ sowohl die Mikrokapseln, als auch die Farbentwicklungsschicht je von einem Polyester-Basisträger geschützt sind. Der Einsatz des einlagigen Typs ist ebenso möglich bei Verwendung der mitgelieferten Schutzfolie.
Bei Anwendungen im Hochtemperaturbereich (T <400°C) ist der Einsatz der Folie ebenso möglich. Allerdings wird für diesen Einsatz eine zusätzliche Temperaturschutzfolie benötigt.
Aufgrund der geringen Dicke der Folie, der hohen Genauigkeit, der leichten Handhabung und des geringen Kostenaufwands wird Prescale Film bereits in vielen verschiedenen Anwendungen in Entwicklung, Qualitätssicherung oder Fertigungsprozessen eingesetzt. Prescale Filme werden in verschiedenen wissenschaftlichen Projekten einsetzt. Für die Anwendung der Druckmessmethode in neuen Applikationen ist eine technische Unterstützung seitens FUJIFILM abrufbar.
Fujifilm Europe, Düsseldorf
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